MATLAB实现jpeg编码和解码_matlab实现jpeg熵编码资源-CSDN文库

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MATLAB程序

jpeg编解码

5星 · 超过95%的资源需积分: 39 131 浏览量 2018-10-18 18:31:56 上传评论 18 收藏 286KB ZIP 举报

JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一种广泛使用的有损图像压缩标准，它采用了离散余弦变换（DCT）和熵编码等技术来高效地压缩图像数据。在MATLAB环境中实现JPEG编码和解码是一个深入理解图像处理和压缩原理的好方法。下面我们将详细探讨这些关键步骤。 1. **离散余弦变换（DCT）**：DCT是JPEG编码的核心部分，它将图像的像素值转换为频率域的系数。通过8x8像素块进行DCT，每个像素块被转化为8x8的系数矩阵。在变换过程中，高频成分（代表图像细节）被压缩，而低频成分（代表图像的基本结构）保留较多，这有助于减少数据量而不显著影响图像质量。 2. **量化**：DCT得到的系数通常是浮点数，为了进一步压缩，我们需要将它们量化为整数。量化过程是通过对每个系数除以一个特定的量化矩阵来实现的，这个矩阵根据人眼对不同频率的敏感度来设计，对高频系数进行较大的量化步长，降低精度，而对低频系数则保持较小的量化步长。 3. **哈弗曼编码**：量化后的系数通常是非均匀分布的，即低频系数出现频率较高，高频系数较低。哈弗曼编码是一种变字长编码，它将频繁出现的系数分配较短的二进制码，不常出现的系数分配较长的码，从而进一步压缩数据。 4. **熵编码**：在JPEG中，熵编码通常采用行程长度编码（Run-Length Encoding, RLE）和自适应二进制算术编码（Adaptive Binary Arithmetic Coding, ABAC）。RLE对连续出现的相同值进行计数和编码，而ABAC则利用概率模型动态调整编码长度，提高压缩效率。 5. **分块与重组**：JPEG编码过程中，原始图像被分割成多个8x8的块进行处理，编码后的数据需要重新组合成连续的字节流以便存储或传输。解码时，这个字节流会被拆分成各个块并进行逆操作。 6. **解码过程**：解码是编码的逆过程，主要包括熵解码、反量化、逆离散余弦变换以及重构图像。在MATLAB中，解码步骤与编码相反，首先进行熵解码恢复哈弗曼编码的系数，然后进行反量化，最后通过逆DCT将系数转换回像素值，重组为完整图像。在MATLAB环境下实现JPEG编解码，你需要编写代码来执行上述每一步，并且可能需要使用MATLAB的图像处理工具箱。具体实现时，可以参考以下步骤： 1. 读取图像并将其分割成8x8块。 2. 对每个块执行DCT和量化。 3. 应用哈弗曼编码和熵编码。 4. 将编码后的数据写入文件。 5. 解码时，读取文件数据，执行熵解码和反量化。 6. 进行逆DCT并将所有块重构回原始图像尺寸。 7. 显示解码后的图像。通过这样的实践，你可以深入了解JPEG压缩算法的细节，同时提升MATLAB编程能力。在实际操作中，需要注意的是，由于JPEG是有损压缩，多次编码和解码会导致图像质量下降。

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MATLAB实现jpeg编码和解码.zip （19个子文件）

MATLAB实现jpeg编码和解码

Jpeg2.m 431B

varable.m 12KB

YCode.m 1KB

Jpeg.asv 424B

ZScan.m 1005B

AcCode.m 1KB

MakeTree.m 2KB

YAcHufCode.m 14KB

YDcCode.m 931B

Code.m 677B

lena512.bmp 257KB

QuantyY.m 295B

antiQuanY.m 287B

UnCode.m 3KB

Jpeg.m 424B

antiZscan.m 1KB

UnHufCode.m 893B

cameraman.tif 64KB

jpeg编解码说明.doc 25KB

function acHufCodeOut=YAcHufCode(a) %编码如果采用二叉树则首先需要在树中找到对应的叶节点， %然后逆着往树根走，需要不断的选择判断，所以从速度角度 %而言，不如直接用选择分之的方法，这相当于用一棵二层多叉数来搜索 switch a(1) case 0 switch a(2) case 0 acHufCodeOut=[1 0 1 0]; case 1 acHufCodeOut=[0 0]; case 2 acHufCodeOut=[0 1]; case 3 acHufCodeOut=[1 0 0 ]; case 4 acHufCodeOut=[1 0 1 1]; case 5 acHufCodeOut=[1 1 0 1 0]; case 6 acHufCodeOut=[1 1 1 1 0 0 0]; case 7 acHufCodeOut=[1 1 1 1 1 0 0 0]; case 8 acHufCodeOut=[1 1 1 1 1 1 0 1 1 0]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) zeros(1,5) 1 0]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) zeros(1,5) 1 1]; otherwise a(2) pause end case 1 switch a(2) case 1 acHufCodeOut=[1 1 0 0]; case 2 acHufCodeOut=[1 1 0 1 1]; case 3 acHufCodeOut=[1 1 1 1 0 0 1]; case 4 acHufCodeOut=[ones(1,5) 0 1 1 0]; case 5 acHufCodeOut=[ones(1,7) 0 1 1 0]; case 6 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 0 1 0 0]; case 7 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 0 1 0 1]; case 8 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 0 1 1 0]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 0 1 1 1]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 1 0 0 0]; otherwise a(2) pause end case 2 switch a(2) case 1 acHufCodeOut=[1 1 1 0 0]; case 2 acHufCodeOut=[ones(1,5) 0 0 1]; case 3 acHufCodeOut=[ones(1,6) 0 1 1 1]; case 4 acHufCodeOut=[ones(1,8) 0 1 0 0]; case 5 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 1 0 0 1]; case 6 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 1 0 1 0]; case 7 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 1 0 1 1]; case 8 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 1 1 0 0]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 1 1 0 1]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 1 1 1 0]; otherwise a(2) pause end case 3 switch a(2) case 1 acHufCodeOut=[1 1 1 0 1 0]; case 2 acHufCodeOut=[ones(1,5) 0 1 1 1]; case 3 acHufCodeOut=[ones(1,8) 0 1 0 1]; case 4 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 1 1 1 1]; case 5 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 0 0 0 0]; case 6 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 0 0 0 1]; case 7 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 0 0 1 0]; case 8 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 0 0 1 1]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 0 1 0 0]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 0 1 0 1]; otherwise a(2) pause end case 4 switch a(2) case 1 acHufCodeOut=[1 1 1 0 1 1]; case 2 acHufCodeOut=[ones(1,7) 0 0 0]; case 3 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 0 1 1 0]; case 4 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 0 1 1 1]; case 5 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 1 0 0 0]; case 6 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 1 0 0 1]; case 7 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 1 0 1 0]; case 8 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 1 0 1 1]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 1 1 0 0]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 1 1 0 1]; otherwise a(2) pause end case 5 switch a(2) case 1 acHufCodeOut=[1 1 1 1 0 1 0]; case 2 acHufCodeOut=[ones(1,7) 0 1 1 1]; case 3 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 1 1 1 0]; case 4 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 1 1 1 1 1]; case 5 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 0 0 0 0]; case 6 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 0 0 0 1]; case 7 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 0 0 1 0]; case 8 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 0 0 1 1]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 0 1 0 0]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 0 1 0 1]; otherwise a(2) pause end case 6 switch a(2) case 1 acHufCodeOut=[1 1 1 1 0 1 1]; case 2 acHufCodeOut=[ones(1,8) 0 1 1 0]; case 3 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 0 1 1 0]; case 4 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 0 1 1 1]; case 5 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 1 0 0 0]; case 6 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 1 0 0 1]; case 7 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 1 0 1 0]; case 8 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 1 0 1 1]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 1 1 0 0]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 1 1 0 1]; otherwise a(2) pause end case 7 switch a(2) case 1 acHufCodeOut=[1 1 1 1 1 0 1 0]; case 2 acHufCodeOut=[ones(1,8) 0 1 1 1]; case 3 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 1 1 1 0]; case 4 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 0 1 1 1 1]; case 5 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 0 0 0 0]; case 6 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 0 0 0 1]; case 7 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 0 0 1 0]; case 8 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 0 0 1 1]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 0 1 0 0]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 0 1 0 1]; otherwise a(2) pause end case 8 switch a(2) case 1 acHufCodeOut=[ones(1,6) 0 0 0]; case 2 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 0 0 0 0 0]; case 3 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 0 1 1 0]; case 4 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 0 1 1 1]; case 5 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 1 0 0 0]; case 6 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 1 0 0 1]; case 7 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 1 0 1 0]; case 8 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 1 0 1 1]; case 9 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 1 1 0 0]; case 10 acHufCodeOut=[ones(1,9) 0 1 1 1 1 0 1]; otherwise a(2) pause end case 9 switch a(2)

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